Якість целюлози hpmc визначає якість розчину

У сухому розчині додана кількість гідроксипропілметилцелюлози HPMC дуже низька, але вона може значно покращити характеристики вологого розчину, і це основна добавка, яка впливає на будівельні характеристики розчину. Ефіри целюлози з різним ступенем в'язкості та добавки позитивно впливають на характеристики сухого порошкового розчину. В даний час багато розчинів для кладки та штукатурки погано утримують воду, і водна суспензія відділяється через кілька хвилин стояння. Утримування води є важливою характеристикою ефіру метилцелюлози, на яку звертають увагу багато вітчизняних виробників сухих розчинів, особливо в південних регіонах з високими температурами. Фактори, що впливають на водоутримуючий ефект сухого порошкового розчину, включають кількість доданого HPMC, в’язкість HPMC, дрібність частинок і температуру середовища використання.

1. Поняття: Ефір целюлози – це синтетичний полімер, виготовлений із природної целюлози шляхом хімічної модифікації. Ефір целюлози є похідним природної целюлози. Виробництво ефіру целюлози відрізняється від виробництва синтетичних полімерів. Його основним матеріалом є целюлоза, природна полімерна сполука. Через особливості структури природної целюлози сама целюлоза не має здатності реагувати з агентами етерифікації. Однак після обробки агента набухання міцні водневі зв’язки між молекулярними ланцюгами та ланцюгами руйнуються, і активне вивільнення гідроксильної групи стає реактивною лужною целюлозою. Одержують ефір целюлози. Властивості ефірів целюлози залежать від виду, кількості та розподілу замісників. Класифікація простих ефірів целюлози також базується на типі заступників, ступені етерифікації, розчинності та відповідних властивостях застосування. За типом заступників у молекулярному ланцюзі його можна розділити на моноефір і змішаний ефір. HPMC, який ми зазвичай використовуємо, є змішаним ефіром. Гідроксипропілметилцелюлозний ефір HPMC є продуктом, отриманим шляхом заміни частини гідроксильної групи на ланці на метоксигрупу, а іншу частину на гідроксипропілову групу. Структурна формула [C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m[OCH2CH(OH) ) CH3] n] x

HPMC в основному використовується в будівельних матеріалах, латексних покриттях, медицині, щоденних хімічних речовинах тощо. Використовується як загусник, водоутримуючий агент, стабілізатор, диспергатор і плівкоутворюючий агент.

2. Утримання води ефіром целюлози: У виробництві будівельних матеріалів, особливо сухого порошкового розчину, ефір целюлози відіграє незамінну роль, особливо у виробництві спеціального розчину (модифікованого розчину), він є незамінним і важливим компонентом. Важлива роль водорозчинного ефіру целюлози в будівельному розчині в основному має три аспекти: один - чудова водоутримувальна здатність, інший - вплив на консистенцію та тиксотропність розчину, а третій - взаємодія з цементом. Ефект утримання води ефіром целюлози залежить від водопоглинання основного шару, складу розчину, товщини шару розчину, потреби розчину у воді та часу схоплювання матеріалу, що схоплюється. Утримання води самим ефіром целюлози походить від розчинності та дегідратації самого ефіру целюлози. Як ми всі знаємо, хоча молекулярний ланцюг целюлози містить велику кількість високогідратованих груп ОН, він не розчиняється у воді, оскільки структура целюлози має високий ступінь кристалічності. Здатності до гідратації гідроксильних груп недостатньо для покриття міцних водневих зв’язків і ван-дер-ваальсових сил між молекулами. Тому він лише набухає, але не розчиняється у воді. При введенні замісника в молекулярний ланцюг не тільки замісник руйнує водневий ланцюг, а й руйнується міжланцюговий водневий зв'язок внаслідок розклинювання замісника між сусідніми ланцюгами. Чим більший замісник, тим більша відстань між молекулами. Чим більше відстань. Чим більший ефект руйнування водневих зв’язків, ефір целюлози стає водорозчинним після того, як решітка целюлози розширюється і розчин надходить, утворюючи високов’язкий розчин. При підвищенні температури гідратація полімеру послаблюється, і вода між ланцюгами витісняється назовні. Коли ефект дегідратації достатній, молекули починають агрегувати, утворюючи тривимірну сітчасту структуру гелю та розгортаючись. Фактори, що впливають на водоутримання будівельного розчину, включають в’язкість ефіру целюлози, додану кількість, дрібність частинок і температуру використання. Чим більша в'язкість ефіру целюлози, тим краще утримує воду. Загалом, чим вища в’язкість, тим кращий ефект утримання води. Чим вища в'язкість, тим очевидніший ефект загущення розчину, але він не є прямо пропорційним. Чим вище в'язкість, тим більш в'язким буде мокрий розчин, тобто при будівництві це проявляється в прилипанні до скребка і високому зчепленні з основою. Але це не допоможе підвищити структурну міцність самого мокрого розчину. Під час будівництва ефективність захисту від провисання неочевидна. Чим більша кількість ефіру целюлози додається до будівельного розчину, тим краще утримує воду, а чим вище в’язкість, тим краще утримує воду. Щодо розміру частинок, чим дрібніші частинки, тим краще утримується вода. Після того, як великі частинки ефіру целюлози вступають у контакт з водою, поверхня негайно розчиняється та утворює гель, який огортає матеріал, щоб запобігти подальшому проникненню молекул води. Іноді він не може бути рівномірно диспергований і розчинений навіть після тривалого перемішування, утворюючи каламутний флокулянтний розчин або агломерацію. Це сильно впливає на утримання води в ефірі целюлози, а розчинність є одним із факторів вибору ефіру целюлози. Тонкість також є важливим показником ефективності ефіру метилцелюлози. ГПМЦ, який використовується для сухого порошкового розчину, повинен бути порошковим з низьким вмістом води, а тонкість також вимагає, щоб 20%~60% розміру частинок становили менше 63 мкм. Подрібнення впливає на розчинність ефіру метилцелюлози. Грубий MC зазвичай гранульований, і його легко розчинити у воді без агломерації, але швидкість розчинення дуже повільна, тому він не підходить для використання в сухому порошковому розчині. У сухому порошковому розчині MC диспергується серед цементуючих матеріалів, таких як заповнювач, дрібний наповнювач і цемент, і лише достатньо дрібний порошок може уникнути агломерації ефіру метилцелюлози при змішуванні з водою. Коли HPMC додається з водою для розчинення агломератів, це дуже важко диспергувати та розчинити. Для напилюваного розчину з механічною конструкцією вимоги до тонкості вищі через менший час змішування. Подрібненість HPMC також певним чином впливає на утримання води. Взагалі кажучи, для ефірів метилцелюлози з однаковою в’язкістю, але різною тонкістю, при однаковій кількості додавання, чим дрібніше, тим краще ефект утримання води. Утримання води ГПМЦ також пов’язане з використовуваною температурою, а утримання води ефіром метилцелюлози зменшується з підвищенням температури. Однак у фактичному застосуванні матеріалів сухий порошковий розчин часто наноситься на гарячі основи при високих температурах (вище 40 градусів) у багатьох середовищах, наприклад штукатурка зовнішніх стін під сонячними променями влітку, що часто прискорює затвердіння цементу та твердіння сухий порошковий розчин. Зменшення рівня утримання води призводить до очевидного відчуття, що це впливає як на оброблюваність, так і на стійкість до розтріскування, і за таких умов особливо важливо зменшити вплив температурних факторів.

3. Згущення та тиксотропія ефіру целюлози. Друга функція ефіру целюлози — ефект загущення залежить від: ступеня полімеризації ефіру целюлози, концентрації розчину, температури та інших умов. Гелеутворююча властивість розчину є унікальною для алкілцелюлози та її модифікованих похідних. Властивості гелеутворення пов'язані зі ступенем заміщення, концентрацією розчину та добавками. Для похідних, модифікованих гідроксиалкілом, властивості гелю також пов’язані зі ступенем модифікації гідроксіалкілу. Для низьков’язкого розчину HPMC можна приготувати розчин концентрації 10%-15%, для середньої в’язкості HPMC можна приготувати 5%-10% розчин, а для високов’язкого HPMC можна приготувати лише 2%-3% розчин, і в’язкість ефіру целюлози зазвичай градуюють також 1%-2% розчином. Високомолекулярний ефір целюлози має високу ефективність згущення. Полімери з різною молекулярною масою мають різну в'язкість в розчині однакової концентрації. Високий ступінь полімеризації. Цільової в'язкості можна досягти лише шляхом додавання великої кількості низькомолекулярного ефіру целюлози. Його в'язкість мало залежить від швидкості зсуву, а висока в'язкість досягає цільової в'язкості, а необхідна кількість додавання невелика, а в'язкість залежить від ефективності згущення. Тому для досягнення певної консистенції необхідно забезпечити певну кількість ефіру целюлози (концентрацію розчину) і в’язкість розчину. Температура гелю розчину також лінійно знижується зі збільшенням концентрації розчину, а гелеутворюється при кімнатній температурі після досягнення певної концентрації. Концентрація гелеутворення HPMC є відносно високою при кімнатній температурі. Консистенцію також можна регулювати шляхом вибору розміру частинок і вибору ефірів целюлози з різними ступенями модифікації. Так звана модифікація полягає у введенні певного ступеня заміщення гідроксіалкільних груп у структурі скелета МК. Змінюючи відносні значення заміщення двох замісників, тобто відносні значення DS і ms метокси- та гідроксіалкільних груп, які ми часто називаємо. Різні вимоги до продуктивності ефіру целюлози можна отримати шляхом зміни відносних значень заміщення двох замісників. Зв'язок між консистенцією та модифікацією: додавання ефіру целюлози впливає на водоспоживання розчину, зміна водно-зв'язуючого співвідношення води та цементу є ефектом загущення, чим вище дозування, тим більше споживання води. Прості ефіри целюлози, що використовуються в порошкоподібних будівельних матеріалах, повинні швидко розчинятися в холодній воді і забезпечувати відповідну консистенцію для системи. Існує також хороша лінійна залежність між консистенцією цементного тіста та дозуванням ефіру целюлози. Ефір целюлози може значно збільшити в'язкість розчину. Чим більше дозування, тим очевидніший ефект. Водний розчин ефіру целюлози з високою в’язкістю має високу тиксотропність, що також є основною характеристикою ефіру целюлози. Тому ефіри целюлози однакового ступеня в’язкості завжди демонструють однакові реологічні властивості, доки концентрація та температура зберігаються постійними. При підвищенні температури утворюються структурні гелі, виникають високотиксотропні потоки. Прості ефіри целюлози з високою концентрацією та низькою в’язкістю демонструють тиксотропію навіть при температурі нижче температури гелю. Ця властивість дуже корисна для регулювання вирівнювання та провисання будівельного розчину. Тут необхідно пояснити, що чим вища в’язкість ефіру целюлози, тим краще утримує воду, але чим вища в’язкість, тим вища відносна молекулярна маса ефіру целюлози та відповідне зниження його розчинності, що має негативний вплив. на концентрацію розчину і будівельні характеристики. Чим вища в'язкість, тим очевидніший ефект загустіння розчину, але він не є повністю пропорційним. Середня та низька в’язкість, але модифікований ефір целюлози має кращі показники у покращенні структурної міцності вологого розчину. Зі збільшенням в'язкості покращується водоутримання ефіру целюлози.

4. Сповільнення ефіру целюлози: Третя функція ефіру целюлози - затримка процесу гідратації цементу. Ефір целюлози наділяє розчин різноманітними корисними властивостями, а також знижує тепло ранньої гідратації цементу та затримує динамічний процес гідратації цементу. Це несприятливо для використання розчину в холодних регіонах. Цей ефект уповільнення викликаний адсорбцією молекул ефіру целюлози на продуктах гідратації, таких як CSH і ca(OH)2. Внаслідок збільшення в'язкості пористого розчину ефір целюлози знижує рухливість іонів у розчині, тим самим затримуючи процес гідратації. Чим вище концентрація ефіру целюлози в мінеральному гелевому матеріалі, тим більш виражений ефект затримки гідратації. Ефір целюлози не тільки уповільнює схоплювання, але й затримує процес твердіння системи цементного розчину. Гальмуюча дія ефіру целюлози залежить не тільки від його концентрації в системі мінерального гелю, а й від хімічної структури. Чим кращий ефект сповільнення ефіру целюлози, тим сильніший ефект сповільнення гідрофільного заміщення, ніж заміщення, що збільшує кількість води. Однак в'язкість ефіру целюлози мало впливає на кінетику гідратації цементу. Зі збільшенням вмісту ефіру целюлози час схоплювання розчину значно збільшується. Існує хороша нелінійна кореляція між початковим часом схоплювання розчину та вмістом ефіру целюлози, а також хороша лінійна кореляція між кінцевим часом схоплювання та вмістом ефіру целюлози. Ми можемо контролювати час роботи розчину, змінюючи кількість ефіру целюлози. Підводячи підсумок, у готових будівельних розчинах ефір целюлози відіграє важливу роль у утриманні води, згущенні, затримці гідратації цементу та покращенні будівельних характеристик. Хороша водоутримувальна здатність робить гідратацію цементу більш повною, може покращити в’язкість мокрого розчину, збільшити міцність зв’язування розчину та регулювати час. Додавання ефіру целюлози до розчину для механічного розпилення може покращити продуктивність розпилення або накачування та структурну міцність розчину. Тому ефір целюлози широко використовується як важлива добавка до готових розчинів.